【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電網動態電壓補償裝置(dvr)，具體的說是涉及一種基于遺傳算法的交叉供電型dvr系統輸出側lc濾波器參數的優化選取方法。
技術介紹
1、近年來，由電能質量問題造成的經濟損失和化會影響越來越嚴重。因此，控制和改善電能質量對電力系統安全可靠運行有著重要的意義。隨著社會經濟的發展，用戶對電能質量要求日漸提高，每次電壓跌落和閃變等異常都會給用戶帶來不同程度的經濟損失。
2、為解決以上問題，必須有針對性地在重要負載的電源入口處安裝動態電壓補償裝置(dynamicvoltage?restore,dvr)，該裝置是一種安裝與電源與重要負荷之間，用于抑制電壓跌落和閃變的補償裝置。當電網電壓受到大擾動時，動態電壓補償裝置可以即時投入工作提供電壓補償將故障點電壓恢復至正常電壓值，從而保證重要負載的正常運行。為保證供電可靠性，可通過配置交叉供電型dvr方式對電壓暫降進行治理。
3、交叉供電型dvr系統輸出側的lc濾波器一般以耦合的形式接入負荷回路，lc濾波器中的電容串接入電源和負荷之間。輸出側lc濾波器在交叉供電型dvr中的主要作用是濾除變流主電路逆變輸出時所攜帶的高次諧波成分，lc濾波器參數直接影響整體裝置的性能及成本。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提出一種基于遺傳算法的交叉供電型dvr系統輸出側lc濾波器參數的優化選取方法，綜合考慮交叉供電型dvr裝置輸出電壓補償效率、電流脈動抑制率和lc濾波器自身運行特性三方面要求，構造其數學模型，并得到lc濾波器電感
2、為了優化動態電壓恢復裝置輸出特性以及經濟性要求，本專利技術提供了一種基于遺傳算法的交叉供電型dvr系統輸出側lc濾波器參數的優化選取方法，具體包括以下步驟：
3、交叉供電型dvr輸出側lc濾波器以耦合的形式接在負荷回路中，在電網電壓跌落時提供電壓補償將故障點電壓恢復至正常電壓值，首先，考慮dvr系統輸出電壓補償效率指標，建立dvr系統輸出側電路模型，得到以下方程組：
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5、其中，負載側電壓和電流分別為us、is，負載側阻抗為dvr系統輸出電壓為uo，流過電感l的電流為il，流過電容c的電流為ic，w為基波角頻率，電網電壓跌落深度為τ，跌落幅度為(1-τ)us，電容端電壓即為電壓跌落值τus；
6、考慮交叉供電型dvr系統實際電壓補償效率，輸出側lc濾波器參數設計需遵守電容端補償電壓應遠大于電感端電壓原則，即uc≥10ul，據此得到電感l的上限取值:
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8、其次，考慮交叉供電型dvr系統輸出電流脈動抑制率指標，電感在功率回路中起到抑制電流脈動的作用。設vd為由跌落后的電網電壓經過移相變壓器降壓，再通過三相不可控整流電路整流而成的交叉供電型dvr系統中單個子單元直流電壓，子單元的總數為n個，交叉供電型dvr逆變電路采用載波移相pwm控制，在一個開關周期ts內，其輸出電壓瞬時值u在nvd和(n-1)vd區間變化，并且電流i也相應線性變化。討論電流峰值時的情況，此時電流脈動最大，此時電容電壓的瞬時值為
9、根據交叉供電型dvr系統相關技術要求，δi≤σ％in,其中δi為脈動電流值，σ％為脈動因子(σ％≤15％)，in為額定電流。針對電流脈動周期，將交叉供電型dvr系統輸出回路分t0和t1兩個階段(其中t1+t0＝ts，ts為工頻周期)，列寫kvl方程，得到了δi的不等式：
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11、其中δi≤σ％in,δi為脈動電流值，σ％為脈動因子，σ％≤15％，in為額定電流，t1+t0＝ts，ts為工頻周期；
12、為了約束電流脈動值在允許的范圍，將最大電流脈動值δim設定為額定電流的15％，根據三相全橋整流電路理論，可知直流電壓vd約為2.34kt(1-τ)us，其中kt為移相變壓器變比。
13、將兩者代入式(3)，據此得到電感l的下限取值：
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15、聯立式(2)和式(4)，可得最后的電感l取值范圍，如式(5)所示
16、
17、當交叉供電型dvr系統投入工作時，串聯在電網內的電容器c的主要作用為使得輸出的電壓波形平滑，減少電壓紋波。考慮lc濾波器自身特性，在電感l值確定的情況下，如果電容的取值過小，將導致lc濾波器的截止頻率升高，從而影響高次諧波的濾除，不滿足濾波器帶寬要求，如果電容的取值過大，整個裝置成本將會提升，體積也會增大，不符合經濟性要求。電容參數設計要求應滿足：lc濾波器的應遠遠大于基波頻率fn且遠遠小于開關頻率fk，即化簡如式(6)所示，
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19、運用遺傳算法在matlab環境中對式(5)進行優化計算，根據目標函數設置適應度函數，修改相關參數如種群規模、交叉概率、變異概率、最大迭代次數，然后按照優化算法的約束條件，通過多次迭代運算滿足最終止條件后，最終得出lc濾波器電感和電容參數優化設計的最優解。在保證輸出電壓質量的條件下，該設計方法實現了減少交叉供電型動態電壓恢復裝置輸出側lc濾波器的總成本和總體積。
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1.一種基于遺傳算法的交叉供電型DVR系統輸出側LC濾波器參數的優化選取方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于遺傳算法的交叉供電型DVR系統輸出側LC濾波器參數的優化選取方法，其特征在于，步驟1)中，根據系統輸出電壓補償效率指標，建立DVR系統輸出側電路模型如下：
3.根據權利要求1所述的一種基于遺傳算法的交叉供電型DVR系統輸出側LC濾波器參數的優化選取方法，其特征在于：步驟1)中，設Vd為由跌落后的電網電壓經過移相變壓器得到的降壓再通過三相不可控整流電路整流而成的交叉供電型DVR系統中單個子單元直流電壓，子單元的總數為n個，因此在一個開關周期TS內，其輸出電壓瞬時值u在nVd和(n-1)Vd區間變化，并且電流i也相應線性變化，在電流峰值時，此時電流脈動最大，此時電容電壓的瞬時值為
4.根據權利要求1所述的一種基于遺傳算法的交叉供電型DVR系統輸出側LC濾波器參數的優化選取方法，其特征在于：所述電容參數設計要求滿足LC濾波器的截止頻率應遠遠大于基波頻率fn且遠遠小于開關頻率fk，即化簡如式(6)所示，
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【技術特征摘要】
1.一種基于遺傳算法的交叉供電型dvr系統輸出側lc濾波器參數的優化選取方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于遺傳算法的交叉供電型dvr系統輸出側lc濾波器參數的優化選取方法，其特征在于，步驟1)中，根據系統輸出電壓補償效率指標，建立dvr系統輸出側電路模型如下：
3.根據權利要求1所述的一種基于遺傳算法的交叉供電型dvr系統輸出側lc濾波器參數的優化選取方法，其特征在于：步驟1)中，設vd為由跌落后的電網電壓經過移相變壓器得到的降壓再通過三相不可控整流電路整流而成的交叉供電型dvr系統中單個子單元直流電壓，子單元的總數為n個，因此在一個開關周期ts內，其輸出電壓瞬時值u在nvd和(n-1)vd區間變化，并且電流i也相應...
【專利技術屬性】
技術研發人員：管益濤，郭趙君，鐘森，王雨奇，居尚，
申請(專利權)人：國網江蘇省電力有限公司丹陽市供電分公司，
類型：發明
國別省市：
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